JP4058999B2

JP4058999B2 - Fixing device

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Publication number: JP4058999B2
Application number: JP2002139578A
Authority: JP
Inventors: 茂彦長谷波; 貫示岡; 康博上原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003330291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置において用いられ、記録媒体上に担持された未定着トナー像を加熱溶融し、記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉状のトナーを用いる画像形成装置においてトナー像を定着する工程は、トナー像を記録媒体上に静電的に転写した後、定着装置によってトナー像を記録媒体に溶融圧着する方法が広く採用されている。
【０００３】
上記定着装置は、表面が加熱される定着部材と、定着部材に圧接された加圧部材とで構成されており、定着部材と加圧部材との間に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟み込んで加熱加圧し、トナー像を記録媒体に融着させて定着画像を形成する。定着部材としては、円筒状芯金の表面に弾性層及び離型層を形成した定着ロールや、耐熱性を有する無端状のフィルム部材であって内側に圧接部材が設けられているもの、又は複数の支持ロールに掛け回された無端状の定着ベルト等が用いられる。これらの定着部材の内側にはハロゲンランプ等の発熱体が配置されており、この発熱体の輻射熱又は接触熱によって、定着部材の周面がトナー像を加熱溶融するのに適切な温度に加熱される。
【０００４】
しかし、ハロゲンランプ等の発熱体を用いる場合、発熱体に電力を投入後、該発熱体の熱が定着部材の芯金や各層に伝達し、定着部材の表面が所定の温度に達するまでに時間を要する。このため、装置が起動する時や待機状態から復帰する時、定着部材のウォーミングアップに時間を要するとともに消費電力が大きくなってしまう。
【０００５】
このような事情から、定着部材を加熱する手段として、定着部材に導電性層を設け、電磁誘導加熱によって該導電性層を発熱させるものが知られている。
電磁誘導による加熱を行なう装置には、変動磁界を発生する励磁コイルを導電性層と対向するように配置し、コイルの対向領域の周辺部で導電性層に渦電流を発生させるものと、無端状となった定着部材の内側に、周面に沿って螺旋状に巻き回された励磁コイルを配置し、導電性層に無端状定着部材の周方向に渦電流を発生させるものとが提案されている。これらはいずれも誘導された渦電流によって導電性層がジュール発熱するものであり、電磁誘導加熱によれば、極めて短い時間で定着部材を直接に加熱することができる。このため、ハロゲンランプ等の発熱体を用いる場合に比べ、効率良く装置のウォーミングアップを行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無端状となった定着部材の周方向に渦電流を誘導する装置では次のような問題点がある。
このような装置では、励磁コイルの中央部、すなわち無端状周面の幅方向における中央部では磁束の密度が一様となるが、両端部では磁束が分散して密度が小さくなる。導電性層の発熱量は磁束の密度に比例するため、導電性層の中央部は所定の温度にほぼ一様に加熱されるが、両端部では発熱にムラが生じて温度が低下してしまう。そして、定着部材の幅方向に温度差が生じ、記録媒体上の未定着トナー像が良好に加熱されずに、定着画像に光沢ムラや色ムラを生じるおそれがある。定着部材の中央部のみを通紙領域として記録媒体を送り込むことによって、未定着トナー像を効率良く加熱することができるが、非通紙領域である定着部材の両端部も電磁誘導加熱によって発熱させるため、電力損失が生じてしまう。
【０００７】
一方、定着部材の軸方向における温度差を補正する手段が、特開平８−１７９６４７号公報、特開昭５９−３３７８８号公報に提案されている。
特開平８−１７９６４７号公報に記載の定着装置では、導電性材料からなる円筒状の加熱ローラの内部に螺旋状に巻き回されたコイルが配置されており、該コイルの両端部の巻き径が中心部の巻き径より大きく設定されている。これにより、加熱ローラの両端部で渦電流が多く発生し、加熱ローラの軸方向の温度がほぼ均一となる。また、特開昭５９−３３７８８号公報に記載の定着装置では、加熱ローラ内の両端部でコイルを密に巻き回し、中央部で粗く巻き回して、加熱ローラの軸線方向の発熱量を均一化している。しかし、このような装置でも両端部の非通紙領域の加熱量が大きく、電力の損失は少なくない。また、上記のようなコイルは複雑であるため、製作に時間を要するとともに生産コストが高くなってしまう。
【０００８】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁誘導によって加熱された定着部材を、未定着トナー像が担持された記録媒体に圧接する定着装置において、定着部材の通紙領域を均一に加熱するとともに、非通紙領域の加熱を低減して消費電力を低減し、効率の良い定着を行なうことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、無端状の周面を有し、該周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材の周面を加熱する加熱装置と、前記定着部材の外周面に当接され、該定着部材の周面の幅方向にほぼ均等な力で押圧される加圧部材とを有し、前記定着部材と前記加圧部材との間を通過する記録媒体上の未定着トナー像を、加熱及び加圧して該記録媒体に定着する定着装置であって、前記定着部材は、周面に沿って導電性層を有し、該導電性層は前記定着部材の前記記録媒体が通過する領域より縁部側に、該導電性層の周方向の連続性を遮断するようにスリットが設けられており、前記スリットは、前記定着部材の幅方向に軸線を有し、該定着部材の周方向に間隔をおいて複数が設けられたものであり、前記加熱装置は、前記定着部材の内側に配置され、該定着部材の幅方向に軸線を有する螺旋状に巻き回された励磁コイルを有し、交番磁界を発生して前記導電性層の周方向に渦電流を誘導するものであることを特徴とする定着装置を提供する。
【００１０】
上記加熱装置が有する励磁コイルは、定着部材の幅方向に螺旋状に巻き回されており、交流電流を印加することによって、励磁コイルの中心軸線方向に交番磁界が発生する。この交番磁界によって定着部材が有する導電性層の周方向に渦電流が誘導されるが、定着部材の記録媒体が通過する領域より縁部側、すなわち非通紙領域には、導電性層の周方向の連続性を遮断するようにスリットが設けられている。そして、このスリットによって導電性層の周方向に形成される渦電流の流路が遮断され、導電性層の非通紙領域が発熱するのが抑制される。このため、簡単な加工によって、定着部材の非通紙領域の温度が上昇するのを防止し、定着部材を加熱する消費電力を効果的に低減することができる。一方、通紙領域は導電性層の表皮抵抗に比例して所定の温度までほぼ均一に発熱し、記録媒体上の未定着トナー像は良好に加熱される。
【００１１】
さらに、上記定着装置では、導電性層の周方向に誘導される渦電流と直交するように、定着部材の幅方向にスリットが設けられている。このため、該スリットによって導電性層の周方向に生じる渦電流の流路を有効に遮断し、導電性層の非通紙領域が発熱するのを抑制することができる。また、このスリットは、定着部材の周方向に間隔をおいて複数が設けられているため、渦電流の流路を複数の箇所で遮断し、導電性層の非通紙領域が発熱するのを効果的に抑制することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記定着部材は、導電性材料からなるロール状部材であるものとする。
【００１３】
上記定着装置では、ロール状部材の内側に励磁コイルが配置されており、ロール状部材の周方向に渦電流が誘導される。そして、ロール状部材の非通紙領域では、ロール状部材に設けられているスリットによって、渦電流の流路が遮断される。これにより、非通紙領域の発熱が抑制され、通紙領域はほぼ均一に加熱される。この定着部材はその剛性によって加圧部材と圧接することができ、記録媒体に強く押し付けてトナー像を効率良く溶融圧着することができる。
なお、上記ロール状部材は、周面上に合成樹脂等による表面層、表面離型層、弾性層等を設けることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記スリットは、前記定着部材の幅方向における縁部より中央部側に設けられており、該定着部材の縁部が周方向に連続しているものとする。
【００１５】
上記定着装置では、定着部材の縁部がスリットによって切り欠かれずに周方向に連続しているため、ロール状部材の剛性の低下が抑えられ、定着部材に作用する加圧部材等による負荷がロール状部材の支持部に伝達され、過大な変形を生じることなく定着部材が支持される。また、励磁コイルによる変動磁界の影響を強く受ける部分では、スリットによって定着部材の非通紙領域が発熱するのを抑えることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、軸線周りに回転するように支持された加熱ロールと、前記加熱ロールの周面を加熱する加熱装置と、前記加熱ロールと平行に支持された、少なくとも一つの支持ロールと、前記加熱ロールと前記支持ロールとに張架された無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを介して、前記加熱ロールの周面の軸方向にほぼ均等な力で押圧される加圧部材とを有し、前記定着ベルトと前記加圧部材との間を通過する記録媒体上の未定着トナー像を、加熱及び加圧して該記録媒体に定着する定着装置であって、前記加熱ロールは、導電性材料からなり、周面の前記記録媒体が通過する領域より縁部側に、周方向の連続性を遮断するようにスリットが設けられており、前記スリットは、前記定着部材の幅方向に軸線を有し、該定着部材の周方向に間隔をおいて複数が設けられたものであり、前記加熱装置は、前記加熱ロールの内側に配置され、該加熱ロールの軸方向に螺旋状に巻き回された励磁コイルを有し、交番磁界を発生して前記加熱ロールの周方向に渦電流を誘導するものであることを特徴とする定着装置を提供する。
【００１７】
上記加熱装置によって、加熱ロールの周方向に渦電流が誘導されて加熱ロールの通紙領域が発熱し、該加熱ロールと接触する定着ベルトが所定の温度に加熱される。加熱ロールの非通紙領域では、該加熱ロールに設けられているスリットによって渦電流の流路が遮断され、発熱が抑制される。このため、定着ベルトの非通紙領域は加熱されず、消費電力を低減することができるとともに、通紙領域と圧接部材との間に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟みこんで、良好に定着を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、請求項１、請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である定着装置を備える画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される感光体ドラム１を備えており、この周囲に、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体ドラム１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置４と、感光体ドラム１と対向し、記録紙を挟んで感光体ドラムとの間に転写バイアス電界を生成する転写ロール５と、トナー像の転写後に感光体ドラム１に残留するトナーを除去するクリーニング装置６とが設けられている。そして、感光体ドラム１と転写ロール５との対向部の上流側から記録紙を供給するようになっており、下流側には記録紙上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し記録紙に圧着する定着装置７が設けられている。
【００１９】
上記感光体ドラム１は、金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。
【００２０】
上記帯電装置２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ドラム１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ロールと感光体ドラム１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電を生じ、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電するものである。
【００２１】
上記露光装置３は、画像信号に基づいて点滅するレーザー光を発生し、これをポリゴンミラーによって感光体ドラム１の主走査方向にスキャンするものであり、これにより感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２２】
上記現像装置４はブラックのトナーを収容しており、感光体ドラム１と近接・対向し、感光体ドラム上の潜像に対応してトナーを転移し、可視像を形成するものである。
【００２３】
上記転写ロール５は、導電性もしくは半導電性のロール状部材からなり、感光体ドラム１との間に転写用バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラム上のトナー像を記録紙に転写する。
【００２４】
上記クリーニング装置６は、感光体ドラム１の表面にブレードを圧接し、感光体ドラム上に残留するトナーを掻き取るように除去するものである。また、ブレードに代えて、ロール状部材によってトナーを掻き取ったり、ブラシによってトナーを掃き出すものであってもよい。
【００２５】
上記定着装置７は、図２に示すように、中心軸回りに回転が可能に支持された定着ロール１１と、該定着ロール１１の軸線と平行に圧接される加圧ロール１２と、定着ロール１１の内部に配置され、該定着ロール１１の周面を加熱する電磁誘導加熱装置１３とで構成されている。
【００２６】
次に、定着ロール１１及び電磁誘導加熱装置１３について、図３及び図４に基づいて詳細に説明する。なお、図３は定着ロール１１の概略斜視図、図４は定着ロール１１及び電磁誘導加熱装置１３の軸線方向の断面図である。
上記定着ロール１１は、導電性を有する金属製の円筒状芯金１１ａと、該円筒状芯金１１ａの上に積層された表面離型層１１ｂとで構成されており、フランジ１４によって本体フレーム１５に支持されている。
【００２７】
また、円筒状芯金１１ａの通紙領域より両端部側の領域、すなわち非通紙領域には、該円筒状芯金１１ａの縁部１１ｄより中央部側に、円筒状芯金１１ａの軸方向に軸線を有するスリット１１ｃが、周方向にほぼ等間隔をおいて複数設けられている。本実施例では、幅０．５ｍｍのスリットが周方向の４ヶ所に形成されている。これにより、非通紙領域では縁部１１ｄを除いて周方向に周面が連続しておらず、縁部１１ｄのみが周方向に連続している。縁部１１ｄが周方向に連続していることによって、スリット１１ｃを設けても円筒状芯金１１ａの両端部は容易には変形せず、フランジ１４ときっちり嵌め合わされるものとなっている。したがって、該円筒状芯金１１ａへの負荷はフランジ１４を介して本体フレーム１５に伝達され、加圧ロール１２とのニップ部で記録紙Ｐに強く圧接することができる。
なお、定着ロール１１への負荷を考慮した上で、図７に示すように、円筒状芯金１１ａの側縁にまで連続するようなスリット１６であってもよい。
【００２８】
円筒状芯金１１ａは、例えば鉄、磁性ステンレス、ニッケルなどの磁性金属、またはこれら主体の合金を、厚さ２００μｍ〜１ｍｍで形成したものが用いられ、電磁誘導で十分な発熱が得られるような固有抵抗値となるように材質が選択される。本実施例では、円筒状芯金１１ａは、厚さ０．５ｍｍの鋼によって形成されており、幅０．５ｍｍのスリット１１ｃが設けられている。表面離型層１１ｂは、厚さ３０μｍ程度の離型性の高いシート又はコート層であることが好ましく、例えばフッ素樹脂層を用いることができる。
【００２９】
上記電磁誘導加熱装置１３は、定着ロール１１の内側で同軸上に支持された円筒状のコイル支持部材１３ａと、コイル支持部材１３ａに巻き回された螺旋状の励磁コイル１３ｂと、励磁コイル１３ｂに交流電流を供給する励磁回路１３ｃとで主要部が構成されている。励磁コイル１３ｂは、本実施例では、互いに絶縁された銅線材を複数本束ねたリッツ線が用いられており、連続したリッツ線がコイル支持部材１３ａの周面に巻き回されている。このコイル支持部材１３ａは定着ロール１１の内側で、回転する定着ロール１１とは隔離され、本体フレーム１５によって固定支持されている。コイル支持部材１３ａは、耐熱性のある非磁性材料を用いることが望ましく、ポリカーボネイト、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、耐熱ガラス又は液晶ポリマー等が用いられる。
【００３０】
上記加圧ロール１２は、金属製の円筒状芯金１２ａを芯材とし、該芯金１２ａの表面にスポンジやゴムなどの弾性層１２ｂと、更にその表面にフッ素樹脂等からなる離型層１２ｃとを備えている。該加圧ロール１２は、定着ロール１１に対して接離可能に移動する機構を備えている。
【００３１】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
まず、感光体ドラム１の表面が帯電装置２でほぼ一様に帯電され、次いで露光装置３から像光が照射される。これにより、露光部は感光体ドラム１表面の帯電電位が減衰し、静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム１が現像装置４と対向する位置に回転移動し、現像装置４からトナーが選択的に転移されてトナー像が形成され、転写ロール５と対向する位置に搬送される。感光体ドラム１と転写ロール５との間には転写用バイアス電圧が印加されており、タイミングを合わせて送り込まれた記録紙Ｐに感光体ドラム上のトナー像が転写される。
【００３２】
未定着のトナー像を担持した記録紙Ｐは定着装置７へ搬送され、定着装置７が有する定着ロール１１と加圧ロール１２との間で加熱加圧され、トナー像が記録紙Ｐに溶融圧着して定着画像が形成される。一方、トナー像転写後に感光体ドラム上に残留するトナーはクリーニング装置６により除去され、感光体ドラム１は再び帯電装置２との対向位置に移動する。
【００３３】
上記定着ロール１１及び加圧ロール１２は、駆動モータ（図示しない）により回転駆動されており、電磁誘導加熱装置１３によって定着ロール１１の周面が所定の温度まで加熱される。
上記励磁回路１３ｃから励磁コイル１３ｂに交流電流が供給されると、図５に示すように、励磁コイル１３ｂの軸線方向（矢印Ａ方向）に磁界が生成消滅を繰り返す。そして、この磁界の変化を妨げる磁界を生じるように円筒状芯金１１ａの周方向（矢印Ｂ方向）に渦電流が発生し、該円筒状芯金１１ａの表皮抵抗に比例してジュール発熱する。これにより、定着ロール１１周面の通紙領域が所定の温度まで加熱される。
【００３４】
一方、非通紙領域である定着ロール１１の両端部では、円筒状芯金１１ａの軸方向に設けられている複数のスリット１１ｃによって、円筒状芯金１１ａの矢印Ｂ方向に発生する渦電流の流路が遮断され、励磁コイル１３ｂに交流電流が供給されても、円筒状芯金１１ａの周方向に連続した渦電流が発生しない。このため、円筒状芯金１１ａの発熱が抑制され、定着ロール１１の非通紙領域の温度上昇が抑制される。したがって、定着に寄与しない非通紙領域の加熱に多くの電力を用いることがなく、励磁コイル１３ｂへの供給電力を低減することができる。
【００３５】
図６は、本実施例の定着装置が有する定着ロール及び従来の定着ロールの発熱特性を示す図である。従来の定着装置では、定着ロールの端部では励磁コイルの磁束の密度に応じて渦電流が誘導され、励磁コイルの端部で磁束が疎になるため、定着ロールの温度は端部に向かって徐々に低下していく。一方、本実施例の定着ロールの端部では、スリットによって渦電流が遮断され、発熱が抑制される。このため、通紙領域の両端部で温度が急低下し、非通紙領域を加熱する電力を低減することができる。
【００３６】
図８（ａ）は、請求項１に係る発明の他の実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
この定着装置は、導電性層を有する無端状の定着フィルム３１と、定着フィルム３１が圧接される加圧ロール３２と、非磁性体からなる定着フィルム３１の内周面に沿って配置された走行ガイド３３と、走行ガイド３３に支持され、定着フィルム３１の内面に当接されて定着フィルム３１を加圧ロール３２に押圧する加圧パッド３４と、走行ガイド３３の内側に配置された電磁誘導加熱装置３５とで主要部が構成されている。
【００３７】
上記定着フィルム３１は、ポリイミドアミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂からなる基層３１ａ上に、銅又はアルミニウム等の導電性層３１ｂが設けられたものである。この定着フィルム３１の側縁における非通紙領域には、図８（ｂ）に示すように、基層３１ａ上で導電性層３１ｂがスリット状に欠落した部分が設けられている。この導電性層３１ｂの欠落部分３１ｃは、定着フィルム３１の無端状周面における幅方向に長辺を有するスリット状となっており、この範囲で導電性層３１ｂの周方向の連続性が遮断されている。
なお、このようなスリット状の欠落部分３１ｃは、耐熱性樹脂からなる基層上にメッキ、蒸着等の方法によって導電性層を形成するときに、マスクを設けておくことによって、容易に形成することができる。
【００３８】
上記加圧ロール３２は、金属製の円筒状芯金３２ａを芯材とし、該芯金３２ａの表面にスポンジやゴムなどの弾性層３２ｂと、さらにその上に表面離型層３２ｃとが積層されている。本実施例では、直径が２０ｍｍの中実の鉄ロールを用い、表面に厚さ４ｍｍのシリコンスポンジ層を形成し、表面離型層３２ｃとして厚さ５０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）で被覆したものが用いられている。また、加圧ロール３２は、駆動モータ（図示しない）によって回転駆動され、これにともなって定着フィルム３１が従動回転する。
【００３９】
上記走行ガイド３３は、耐熱性を有するとともに非導電性・非磁性の材料で形成され、例えばポリカーボネイト、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、耐熱ガラス又は液晶ポリマー等が用いられる。
【００４０】
上記加圧パッド３４は、シリコーンゴム等の耐熱性を有する弾性材料で形成されており、定着フィルム３１の内面に押圧される面は、加圧ロール３２の周面に沿った湾曲面となっている。これにより、定着フィルム３１を所定の範囲で加圧ロール３２の周面に圧接することができるようになっている。
【００４１】
上記電磁誘導加熱装置３５は、図２及び図４に示す定着装置と同様に、円筒状のコイル支持部材３５ａにリッツ線を巻き回した励磁コイル３５ｂを備えており、円筒状となった走行ガイド３３の内側に固定支持されている。
【００４２】
上記のような定着装置では、励磁コイル３５ａに交流電流が印加されると、励磁コイル３５ａの中心軸線方向に磁束が生じ、励磁コイル３５ａの外側を囲むように配置される定着フィルム３１の周方向に渦電流が誘導される。そして、定着フィルム３１の非通紙領域ではスリットによって渦電流が遮断され、発熱が抑制される。
【００４３】
図９は、請求項４に係る発明の一実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
この定着装置は、中心軸回りに回転が可能に支持された加熱ロール２１と、加熱ロール２１と平行に支持された支持ロール２２と、加熱ロール２１と支持ロール２２とに張架された無端状の定着ベルト２３と、定着ベルト２３を介して加熱ロール２１に、この軸線と平行に圧接される加圧ロール２４と、加熱ロール２１の内部に配置され、該加熱ロール２１の周面を加熱する電磁誘導加熱装置２５とで構成されている。
【００４４】
上記加熱ロール２１は、導電性を有する金属製の円筒状部材で構成されており、非通紙領域と対応する範囲には、図２に示す定着ロール１１と同様に、スリット（図示しない）が設けられている。また、加圧ロール２４及び電磁誘導加熱装置２５は、図２に示す定着装置と同様のものが用いられており、定着ベルト２３は、耐熱性樹脂等からなる基層と、耐熱性及び離型性を有する表面離型層とで構成されている。
【００４５】
この定着装置では、電磁誘導加熱装置２５によって加熱ロール２１の通紙領域が発熱し、該加熱ロール２１と接触する定着ベルト２３が所定の温度に加熱される。そして、定着ベルト２３と加圧ロール２４との間で記録紙P上の未定着トナー像が加熱され、記録紙Pに圧着されて定着画像が形成される。一方、加熱ロール２１の非通紙領域では、スリットによって渦電流の流路が遮断されて発熱が抑制される。従って、定着ベルト２３の両端部の温度上昇を抑え、消費電力を低減することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る定着装置は、加熱装置の励磁コイルに交流電流を印加すると、螺旋状に巻き回された励磁コイルの軸線方向に交番磁界が発生し、定着部材が有する導電性層の周方向に渦電流が誘導される。そして、定着部材の非通紙領域では、導電性層の周方向の連続性を遮断するようにスリットが設けられており、このスリットによって渦電流の流路が遮断され、導電性層の非通紙領域が発熱するのが抑制される。このため、定着部材の非通紙領域の温度が上昇するのを防止し、通紙領域を効率良く加熱して消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、請求項２又は請求項３に係る発明の一実施形態である定着装置を備える画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置が有する定着装置の概略断面図である。
【図３】図２に示す定着装置が有する定着ロールの概略斜視図である。
【図４】図２に示す定着装置が有する定着ロール及び電磁誘導加熱装置の軸線方向の断面図である。
【図５】図２に示す定着装置の定着ロールに発生する渦電流の状態を示す概略図である。
【図６】図２に示す定着装置が有する定着ロール及び従来の定着ロールの発熱特性を示す図である。
【図７】図２に示す定着装置で用いることのできる他の定着ロールの斜視図である。
【図８】請求項１に係る発明の一実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
【図９】請求項４に係る発明の一実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電装置
３露光装置
４現像装置
５転写ロール
６クリーニング装置
７定着装置
１１定着ロール
１２、２４、３２加圧ロール
１３、２５、３５電磁誘導加熱装置
１４フランジ
１５本体フレーム
１６、１１ｃスリット
２１加熱ロール
２２支持ロール
２３定着ベルト
３１定着フィルム
３３走行ガイド
３４加圧パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that is used in an image recording apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine and heats and melts an unfixed toner image carried on a recording medium and fixes the image on the recording medium.
[0002]
[Prior art]
In general, in the process of fixing a toner image in an image forming apparatus using powdered toner, there is a wide range of methods in which a toner image is electrostatically transferred onto a recording medium, and then the toner image is melt-pressed onto the recording medium by a fixing device. It has been adopted.
[0003]
The fixing device includes a fixing member whose surface is heated, and a pressure member pressed against the fixing member, and a recording medium carrying an unfixed toner image between the fixing member and the pressure member. The toner image is sandwiched and heated and pressed, and the toner image is fused to the recording medium to form a fixed image. As the fixing member, a fixing roll in which an elastic layer and a release layer are formed on the surface of a cylindrical metal core, an endless film member having heat resistance, and a pressure contact member provided inside, or a plurality of fixing members An endless fixing belt or the like wound around the supporting roll is used. A heating element such as a halogen lamp is disposed inside these fixing members, and the peripheral surface of the fixing member is heated to an appropriate temperature for heating and melting the toner image by the radiant heat or contact heat of the heating element. The
[0004]
However, when a heating element such as a halogen lamp is used, it takes time for the heat of the heating element to be transmitted to the cored bar and each layer of the fixing member after the power is applied to the heating element and the surface of the fixing member reaches a predetermined temperature. Cost. For this reason, when the apparatus starts up or returns from the standby state, it takes time to warm up the fixing member and power consumption increases.
[0005]
Under such circumstances, as a means for heating the fixing member, a method is known in which a conductive layer is provided on the fixing member and the conductive layer is heated by electromagnetic induction heating.
In an apparatus that performs heating by electromagnetic induction, an exciting coil that generates a variable magnetic field is disposed so as to face the conductive layer, and an eddy current is generated in the conductive layer in the periphery of the opposed region of the coil. It has been proposed that an exciting coil spirally wound along the peripheral surface is arranged inside the fixing member that is shaped like a coil, and an eddy current is generated in the circumferential direction of the endless fixing member in the conductive layer. ing. In any of these, the conductive layer generates Joule heat by the induced eddy current, and the electromagnetic induction heating can directly heat the fixing member in a very short time. For this reason, the apparatus can be warmed up more efficiently than when a heating element such as a halogen lamp is used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, an apparatus that induces eddy current in the circumferential direction of the fixing member that is endless has the following problems.
In such an apparatus, the density of the magnetic flux is uniform at the central portion of the exciting coil, that is, the central portion in the width direction of the endless peripheral surface, but the magnetic flux is dispersed at both end portions to reduce the density. Since the heat generation amount of the conductive layer is proportional to the density of the magnetic flux, the central portion of the conductive layer is heated almost uniformly to a predetermined temperature, but unevenness occurs in the heat generation at both ends and the temperature decreases. . Then, a temperature difference occurs in the width direction of the fixing member, and the unfixed toner image on the recording medium may not be heated satisfactorily, and there is a possibility that uneven gloss and color unevenness may occur in the fixed image. An unfixed toner image can be efficiently heated by feeding the recording medium as a sheet passing area only through the central part of the fixing member. However, both ends of the fixing member that is a non-sheet passing area are also heated by electromagnetic induction heating. Therefore, power loss occurs.
[0007]
On the other hand, means for correcting the temperature difference in the axial direction of the fixing member has been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-179647 and 59-33788.
In the fixing device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-179647, a coil wound spirally is arranged inside a cylindrical heating roller made of a conductive material, and the winding diameters at both ends of the coil are set. It is set larger than the winding diameter of the central part. As a result, a large amount of eddy current is generated at both ends of the heating roller, and the temperature in the axial direction of the heating roller becomes substantially uniform. Further, in the fixing device described in JP-A-59-33788, a coil is tightly wound at both end portions in the heating roller and is roughly wound at the center portion to uniformize the heat generation amount in the axial direction of the heating roller. ing. However, even in such an apparatus, the heating amount of the non-sheet passing regions at both ends is large, and power loss is not small. Further, since the coil as described above is complicated, it takes time to manufacture and the production cost becomes high.
[0008]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to fix a fixing member heated by electromagnetic induction to a recording medium carrying an unfixed toner image. In addition to uniformly heating the sheet passing area of the member, the heating of the non-sheet passing area is reduced to reduce power consumption and to perform efficient fixing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is directed to a fixing member having an endless peripheral surface and supported so that the peripheral surface circulates, and heating the peripheral surface of the fixing member. A heating device; and a pressing member that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing member and is pressed with a substantially equal force in the width direction of the peripheral surface of the fixing member, and the fixing member and the pressing member A fixing device that fixes an unfixed toner image on a recording medium passing between the recording medium by heating and pressurizing the recording medium, wherein the fixing member has a conductive layer along a peripheral surface, The conductive layer is provided with a slit on the edge side from the region through which the recording medium of the fixing member passes so as to block the circumferential continuity of the conductive layer, The slit has an axis in the width direction of the fixing member, and a plurality of slits are provided at intervals in the circumferential direction of the fixing member. The heating device includes an exciting coil that is disposed inside the fixing member and wound in a spiral shape having an axis in the width direction of the fixing member, and generates an alternating magnetic field in the circumferential direction of the conductive layer. The fixing device is characterized in that it induces eddy currents.
[0010]
The excitation coil included in the heating device is spirally wound in the width direction of the fixing member, and an alternating magnetic field is generated in the central axis direction of the excitation coil by applying an alternating current. This alternating magnetic field induces eddy currents in the circumferential direction of the conductive layer of the fixing member, but the edge of the fixing member from the region through which the recording medium passes, that is, on the non-sheet passing region, is the periphery of the conductive layer. A slit is provided to block the continuity of direction. And the flow path of the eddy current formed in the circumferential direction of the conductive layer is blocked by the slit, and the non-sheet passing region of the conductive layer is suppressed from generating heat. For this reason, it is possible to prevent the temperature of the non-sheet passing region of the fixing member from rising by simple processing and to effectively reduce the power consumption for heating the fixing member. On the other hand, the paper passing area generates heat almost uniformly up to a predetermined temperature in proportion to the skin resistance of the conductive layer, and the unfixed toner image on the recording medium is heated well.
[0011]
further, In the fixing device, a slit is provided in the width direction of the fixing member so as to be orthogonal to the eddy current induced in the circumferential direction of the conductive layer. For this reason, the flow path of the eddy current generated in the circumferential direction of the conductive layer can be effectively blocked by the slit, and the non-sheet passing region of the conductive layer can be prevented from generating heat. In addition, since a plurality of slits are provided at intervals in the circumferential direction of the fixing member, the eddy current flow path is blocked at a plurality of locations, and the non-sheet passing region of the conductive layer is prevented from generating heat. It can be effectively suppressed.
[0012]
Claim 2 In the fixing device according to claim 1, the fixing member is a roll-shaped member made of a conductive material.
[0013]
In the fixing device, an exciting coil is disposed inside the roll member, and an eddy current is induced in the circumferential direction of the roll member. In the non-sheet passing region of the roll-shaped member, the eddy current flow path is blocked by the slit provided in the roll-shaped member. Thereby, heat generation in the non-sheet passing area is suppressed, and the sheet passing area is heated almost uniformly. The fixing member can be brought into pressure contact with the pressure member due to its rigidity, and can be strongly pressed against the recording medium to efficiently melt and press the toner image.
In addition, the said roll-shaped member can provide the surface layer, surface release layer, elastic layer, etc. by a synthetic resin etc. on the surrounding surface.
[0014]
Claim 3 The invention concerned Claim 2 In the fixing device described above, it is assumed that the slit is provided closer to the center than the edge in the width direction of the fixing member, and the edge of the fixing member is continuous in the circumferential direction.
[0015]
In the fixing device, since the edge of the fixing member is not cut out by the slit and is continuous in the circumferential direction, a decrease in rigidity of the roll-like member is suppressed, and a load caused by a pressure member or the like acting on the fixing member is reduced. The fixing member is supported without being excessively deformed. Further, in the portion that is strongly affected by the fluctuating magnetic field due to the exciting coil, it is possible to suppress the non-sheet passing area of the fixing member from being heated by the slit.
[0016]
Claim 4 The invention relates to a heating roll supported to rotate around an axis, a heating device for heating a peripheral surface of the heating roll, at least one support roll supported in parallel to the heating roll, and the heating An endless fixing belt stretched between a roll and the support roll, and a pressure member pressed by the substantially equal force in the axial direction of the peripheral surface of the heating roll via the fixing belt A fixing device that heats and pressurizes an unfixed toner image on a recording medium that passes between the fixing belt and the pressure member and fixes the toner image on the recording medium, the heating roll including a conductive material The slit is provided on the edge side from the region through which the recording medium passes on the circumferential surface so as to cut off the continuity in the circumferential direction. The slit has an axis in the width direction of the fixing member, and a plurality of slits are provided at intervals in the circumferential direction of the fixing member. The heating device is disposed inside the heating roll, has an exciting coil spirally wound in the axial direction of the heating roll, generates an alternating magnetic field, and generates an eddy current in the circumferential direction of the heating roll. There is provided a fixing device characterized by being guided.
[0017]
By the heating device, an eddy current is induced in the circumferential direction of the heating roll to generate heat in the paper passing area of the heating roll, and the fixing belt in contact with the heating roll is heated to a predetermined temperature. In the non-sheet passing region of the heating roll, the flow path of eddy current is blocked by the slit provided in the heating roll, and heat generation is suppressed. For this reason, the non-sheet passing area of the fixing belt is not heated, power consumption can be reduced, and a recording medium carrying an unfixed toner image is sandwiched between the sheet passing area and the pressure contact member. Can be fixed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention according to the present application will be described with reference to the drawings.
FIG. Claim 1, claim 2 or claim 3 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus including a fixing device according to an embodiment of the invention.
The image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 on which a latent image due to a difference in electrostatic potential is formed by irradiating image light after uniform charging, and around the surface of the photosensitive drum 1. A charging device 2 for uniformly charging the toner, an exposure device 3 for irradiating the photosensitive drum 1 with image light to form a latent image on the surface, and selectively transferring the toner to the latent image on the photosensitive drum. A developing device 4 that forms a toner image, a photosensitive drum 1 that faces the photosensitive drum 1, a transfer roll 5 that generates a transfer bias electric field between the recording paper and the photosensitive drum, and the photosensitive drum 1 after the toner image is transferred. And a cleaning device 6 for removing residual toner. The recording paper is supplied from the upstream side of the facing portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roll 5, and the unfixed toner image transferred onto the recording paper is heated and melted on the recording paper on the downstream side. A fixing device 7 for pressure bonding is provided.
[0019]
As the photosensitive drum 1, a metal drum having a photosensitive layer made of an organic photosensitive material, an amorphous selenium photosensitive material, an amorphous silicon photosensitive material, or the like can be used.
[0020]
The charging device 2 is obtained by coating a metal roll having conductivity such as stainless steel or aluminum with a coating of a high resistance material. The charging device 2 is in contact with the photosensitive drum 1 and is driven to rotate. When a predetermined voltage is applied, a continuous discharge is generated in a minute gap in the vicinity of the contact portion between the roll and the photosensitive drum 1, and the surface of the photosensitive drum 1 is charged almost uniformly. It is.
[0021]
The exposure device 3 generates a flashing laser beam based on an image signal, and scans the laser beam in the main scanning direction of the photosensitive drum 1 by a polygon mirror. A latent image is formed.
[0022]
The developing device 4 contains black toner, is close to and faces the photosensitive drum 1, and transfers toner corresponding to the latent image on the photosensitive drum to form a visible image.
[0023]
The transfer roll 5 is made of a conductive or semiconductive roll-like member, and transfers a toner image on the photosensitive drum to a recording sheet by applying a transfer bias voltage to the photosensitive drum 1. .
[0024]
The cleaning device 6 presses a blade against the surface of the photosensitive drum 1 and removes the toner remaining on the photosensitive drum so as to be scraped off. Further, instead of the blade, the toner may be scraped off by a roll member or the toner may be swept out by a brush.
[0025]
As shown in FIG. 2, the fixing device 7 includes a fixing roll 11 that is supported so as to be rotatable around a central axis, a pressure roll 12 that is pressed in parallel with the axis of the fixing roll 11, and a fixing roll 11. And an electromagnetic induction heating device 13 for heating the peripheral surface of the fixing roll 11.
[0026]
Next, the fixing roll 11 and the electromagnetic induction heating device 13 will be described in detail with reference to FIGS. 3 is a schematic perspective view of the fixing roll 11, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the fixing roll 11 and the electromagnetic induction heating device 13 in the axial direction.
The fixing roll 11 is composed of a metal cylindrical core metal 11a having conductivity and a surface release layer 11b laminated on the cylindrical core metal 11a. It is supported by.
[0027]
Further, in the region on both ends from the sheet passing region of the cylindrical cored bar 11a, that is, in the non-sheet passing region, the axial direction of the cylindrical cored bar 11a is closer to the center than the edge 11d of the cylindrical cored bar 11a. A plurality of slits 11c each having an axis are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction. In this embodiment, slits with a width of 0.5 mm are formed at four locations in the circumferential direction. Thereby, in the non-sheet passing region, the peripheral surface is not continuous in the circumferential direction except for the edge portion 11d, and only the edge portion 11d is continuous in the circumferential direction. Since the edge portion 11d is continuous in the circumferential direction, both end portions of the cylindrical metal core 11a are not easily deformed even if the slit 11c is provided, and the flange 14 is tightly fitted. Therefore, the load on the cylindrical metal core 11 a is transmitted to the main body frame 15 via the flange 14 and can be strongly pressed against the recording paper P at the nip portion with the pressure roll 12.
In consideration of the load on the fixing roll 11, as shown in FIG. 7, the slit 16 may be continuous to the side edge of the cylindrical metal core 11a.
[0028]
The cylindrical cored bar 11a is made of, for example, a magnetic metal such as iron, magnetic stainless steel, or nickel, or an alloy of these main bodies formed with a thickness of 200 μm to 1 mm, and sufficient heat generation can be obtained by electromagnetic induction. The material is selected so as to have a specific resistance value. In the present embodiment, the cylindrical metal core 11a is made of steel having a thickness of 0.5 mm, and is provided with a slit 11c having a width of 0.5 mm. The surface release layer 11b is preferably a highly releasable sheet or coat layer having a thickness of about 30 μm. For example, a fluororesin layer can be used.
[0029]
The electromagnetic induction heating device 13 includes a cylindrical coil support member 13a coaxially supported inside the fixing roll 11, a spiral excitation coil 13b wound around the coil support member 13a, and an excitation coil 13b. The main part is composed of an excitation circuit 13c for supplying an alternating current. In this embodiment, the exciting coil 13b is a litz wire in which a plurality of insulated copper wires are bundled, and a continuous litz wire is wound around the peripheral surface of the coil support member 13a. The coil support member 13 a is inside the fixing roll 11, is isolated from the rotating fixing roll 11, and is fixedly supported by the main body frame 15. The coil support member 13a is preferably made of a heat-resistant non-magnetic material, and heat-resistant resin such as polycarbonate, PPS (polyphenylene sulfide), heat-resistant glass, liquid crystal polymer, or the like is used.
[0030]
The pressure roll 12 has a metal cylindrical core 12a as a core, an elastic layer 12b such as sponge or rubber on the surface of the core 12a, and a release layer 12c made of fluororesin or the like on the surface. And. The pressure roll 12 is provided with a mechanism that moves so as to come into contact with and separate from the fixing roll 11.
[0031]
Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
First, the surface of the photosensitive drum 1 is charged almost uniformly by the charging device 2, and then image light is irradiated from the exposure device 3. As a result, the charged potential on the surface of the photosensitive drum 1 is attenuated in the exposure unit, and a latent image is formed due to the difference in electrostatic potential. Then, the photosensitive drum 1 rotates and moves to a position facing the developing device 4, toner is selectively transferred from the developing device 4 to form a toner image, and the toner image is conveyed to a position facing the transfer roll 5. A transfer bias voltage is applied between the photoconductive drum 1 and the transfer roll 5, and the toner image on the photoconductive drum is transferred to the recording paper P fed in time.
[0032]
The recording paper P carrying an unfixed toner image is conveyed to the fixing device 7 and is heated and pressed between the fixing roll 11 and the pressure roll 12 of the fixing device 7 so that the toner image is melt-pressed on the recording paper P. Thus, a fixed image is formed. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum after the toner image transfer is removed by the cleaning device 6, and the photosensitive drum 1 moves again to a position facing the charging device 2.
[0033]
The fixing roll 11 and the pressure roll 12 are rotationally driven by a drive motor (not shown), and the peripheral surface of the fixing roll 11 is heated to a predetermined temperature by an electromagnetic induction heating device 13.
When an alternating current is supplied from the excitation circuit 13c to the excitation coil 13b, as shown in FIG. 5, a magnetic field repeatedly generates and disappears in the axial direction (arrow A direction) of the excitation coil 13b. Then, an eddy current is generated in the circumferential direction (in the direction of arrow B) of the cylindrical metal core 11a so as to generate a magnetic field that hinders the change of the magnetic field, and Joule heat is generated in proportion to the skin resistance of the cylindrical metal core 11a. As a result, the sheet passing area on the circumferential surface of the fixing roll 11 is heated to a predetermined temperature.
[0034]
On the other hand, at both ends of the fixing roll 11 which is a non-sheet passing region, an eddy current generated in the arrow B direction of the cylindrical core metal 11a is formed by a plurality of slits 11c provided in the axial direction of the cylindrical core metal 11a. Even if the flow path is interrupted and an alternating current is supplied to the exciting coil 13b, an eddy current continuous in the circumferential direction of the cylindrical metal core 11a is not generated. For this reason, the heat generation of the cylindrical metal core 11a is suppressed, and the temperature rise in the non-sheet passing region of the fixing roll 11 is suppressed. Therefore, a large amount of electric power is not used for heating the non-sheet passing region that does not contribute to fixing, and the power supplied to the exciting coil 13b can be reduced.
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing the heat generation characteristics of the fixing roll and the conventional fixing roll included in the fixing device of this embodiment. In the conventional fixing device, an eddy current is induced at the end of the fixing roll according to the magnetic flux density of the exciting coil, and the magnetic flux becomes sparse at the end of the exciting coil. It gradually decreases. On the other hand, at the end of the fixing roll of this embodiment, the eddy current is cut off by the slit, and heat generation is suppressed. For this reason, the temperature rapidly decreases at both ends of the paper passing area, and the power for heating the non-paper passing area can be reduced.
[0036]
FIG. 8 (a) Claim 1 It is a schematic block diagram which shows the fixing device which is other embodiment of the invention which concerns.
The fixing device includes an endless fixing film 31 having a conductive layer, a pressure roll 32 to which the fixing film 31 is pressed, and a travel disposed along the inner peripheral surface of the fixing film 31 made of a nonmagnetic material. A guide 33, a pressure pad 34 supported by the travel guide 33, abutting against the inner surface of the fixing film 31 and pressing the fixing film 31 against the pressure roll 32, and electromagnetic induction heating disposed inside the travel guide 33 The main part is composed of the device 35.
[0037]
The fixing film 31 is obtained by providing a conductive layer 31b such as copper or aluminum on a base layer 31a made of a heat-resistant resin such as polyimideamide or polyamide. In the non-sheet passing region at the side edge of the fixing film 31, as shown in FIG. 8B, a portion where the conductive layer 31b is missing in a slit shape on the base layer 31a is provided. The missing portion 31c of the conductive layer 31b has a slit shape having a long side in the width direction on the endless peripheral surface of the fixing film 31, and the circumferential continuity of the conductive layer 31b is blocked in this range. ing.
The slit-shaped missing portion 31c can be easily formed by providing a mask when forming a conductive layer on a base layer made of a heat-resistant resin by a method such as plating or vapor deposition. Can do.
[0038]
The pressure roll 32 has a metal cylindrical cored bar 32a as a core, and an elastic layer 32b such as sponge or rubber is laminated on the surface of the cored bar 32a, and a surface release layer 32c is further laminated thereon. ing. In this embodiment, a solid iron roll having a diameter of 20 mm is used, a silicon sponge layer having a thickness of 4 mm is formed on the surface, and a PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether heavy layer having a thickness of 50 μm is formed as the surface release layer 32c. Coated) is used. The pressure roll 32 is driven to rotate by a drive motor (not shown), and the fixing film 31 is driven to rotate accordingly.
[0039]
The travel guide 33 is made of a heat-resistant and non-conductive / non-magnetic material, and for example, heat-resistant resin such as polycarbonate, PPS (polyphenylene sulfide), heat-resistant glass, liquid crystal polymer, or the like is used.
[0040]
The pressure pad 34 is made of a heat-resistant elastic material such as silicone rubber, and the surface pressed against the inner surface of the fixing film 31 is a curved surface along the peripheral surface of the pressure roll 32. Yes. Thereby, the fixing film 31 can be pressed against the peripheral surface of the pressure roll 32 within a predetermined range.
[0041]
Similar to the fixing device shown in FIGS. 2 and 4, the electromagnetic induction heating device 35 includes an exciting coil 35b in which a litz wire is wound around a cylindrical coil support member 35a. 33 is fixedly supported inside.
[0042]
In the fixing device as described above, when an alternating current is applied to the exciting coil 35a, a magnetic flux is generated in the central axis direction of the exciting coil 35a, and the circumferential direction of the fixing film 31 arranged so as to surround the outer side of the exciting coil 35a. Eddy currents are induced in In the non-sheet passing region of the fixing film 31, the eddy current is cut off by the slit, and heat generation is suppressed.
[0043]
FIG. Claim 4 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the invention.
The fixing device includes a heating roll 21 supported to be rotatable around a central axis, a support roll 22 supported in parallel with the heating roll 21, and an endless shape stretched between the heating roll 21 and the support roll 22. The fixing belt 23, the pressure roll 24 that is pressed against the heating roll 21 via the fixing belt 23 in parallel with the axis, and the heating roll 21 are disposed inside, and the peripheral surface of the heating roll 21 is heated. And an electromagnetic induction heating device 25.
[0044]
The heating roll 21 is made of a metal cylindrical member having conductivity, and a slit (not shown) is formed in a range corresponding to the non-sheet passing area, similarly to the fixing roll 11 shown in FIG. Is provided. Further, the pressure roll 24 and the electromagnetic induction heating device 25 are the same as those of the fixing device shown in FIG. 2, and the fixing belt 23 has a base layer made of a heat resistant resin and the like, heat resistance and releasability. And a surface release layer.
[0045]
In this fixing device, the sheet passing area of the heating roll 21 generates heat by the electromagnetic induction heating device 25, and the fixing belt 23 in contact with the heating roll 21 is heated to a predetermined temperature. Then, the unfixed toner image on the recording paper P is heated between the fixing belt 23 and the pressure roll 24 and is pressed against the recording paper P to form a fixed image. On the other hand, in the non-sheet passing region of the heating roll 21, the flow path of eddy current is blocked by the slit, and heat generation is suppressed. Therefore, the temperature rise at both ends of the fixing belt 23 can be suppressed and the power consumption can be reduced.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, in the fixing device according to the present invention, when an alternating current is applied to the exciting coil of the heating device, an alternating magnetic field is generated in the axial direction of the exciting coil wound in a spiral shape, and the fixing member has a conductive property. Eddy currents are induced in the circumferential direction of the conductive layer. In the non-sheet-passing region of the fixing member, a slit is provided so as to block the continuity in the circumferential direction of the conductive layer. Heat generation in the paper area is suppressed. For this reason, it is possible to prevent the temperature of the non-sheet passing area of the fixing member from increasing, and to efficiently heat the sheet passing area and reduce power consumption.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1] Claim 1, claim 2 or claim 3 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus including a fixing device according to an embodiment of the invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a fixing device included in the image forming apparatus shown in FIG.
3 is a schematic perspective view of a fixing roll included in the fixing device shown in FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view in the axial direction of a fixing roll and an electromagnetic induction heating device included in the fixing device shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state of eddy current generated in a fixing roll of the fixing device illustrated in FIG. 2;
6 is a diagram showing heat generation characteristics of a fixing roll and a conventional fixing roll included in the fixing device shown in FIG. 2. FIG.
7 is a perspective view of another fixing roll that can be used in the fixing device shown in FIG. 2. FIG.
[Fig. 8] Claim 1 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the invention.
FIG. 9 Claim 4 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging device
3 Exposure equipment
4 Development device
5 Transfer roll
6 Cleaning device
7 Fixing device
11 Fixing roll
12, 24, 32 Pressure roll
13, 25, 35 Electromagnetic induction heating device
14 Flange
15 Body frame
16, 11c slit
21 Heating roll
22 Support roll
23 Fixing belt
31 Fixing film
33 Travel Guide
34 Pressure pad

Claims

A fixing member having an endless peripheral surface and supported so that the peripheral surface circulates;
A heating device for heating the peripheral surface of the fixing member;
A pressing member that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing member and is pressed with a substantially equal force in the width direction of the peripheral surface of the fixing member;
A fixing device for fixing an unfixed toner image on a recording medium passing between the fixing member and the pressure member to the recording medium by heating and pressing;
The fixing member has a conductive layer along a peripheral surface, and the conductive layer has a circumferential continuity of the conductive layer closer to an edge side than a region of the fixing member through which the recording medium passes. A slit is provided to cut off,
The slit has an axis in the width direction of the fixing member, and a plurality of slits are provided at intervals in the circumferential direction of the fixing member.
The heating device includes an exciting coil that is disposed inside the fixing member and wound in a spiral shape having an axis in the width direction of the fixing member, and generates an alternating magnetic field in the circumferential direction of the conductive layer. A fixing device that induces an eddy current in the fixing device.

The fixing device according to claim 1, wherein the fixing member is a roll-shaped member made of a conductive material.

The fixing device according to claim 2, wherein the slit is provided closer to the center than the edge in the width direction of the fixing member, and the edge of the fixing member is continuous in the circumferential direction. .

A heating roll supported to rotate about an axis;
A heating device for heating the peripheral surface of the heating roll;
At least one support roll supported in parallel with the heating roll;
An endless fixing belt stretched between the heating roll and the support roll;
A pressing member that is pressed with substantially equal force in the axial direction of the peripheral surface of the heating roll through the fixing belt;
A fixing device for fixing an unfixed toner image on a recording medium passing between the fixing belt and the pressure member to the recording medium by heating and pressing;
The heating roll is made of a conductive material, and a slit is provided on the edge side of the peripheral surface of the region through which the recording medium passes so as to cut off the continuity in the circumferential direction.
The slit has an axis in the width direction of the fixing member, and a plurality of slits are provided at intervals in the circumferential direction of the fixing member.
The heating device is disposed inside the heating roll, has an exciting coil spirally wound in the axial direction of the heating roll, generates an alternating magnetic field, and generates an eddy current in the circumferential direction of the heating roll. A fixing device characterized by being guided.